基于漏磁检测数据判识管道盗油孔的方法及应用｜清道夫

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基于漏磁检测数据判识管道盗油孔的方法及应用

清道夫

x2 2022-02-28 10:01:25 评论（0）

基于漏磁检测数据判识管道盗油孔的方法及应用

贾会英杨寒

中油管道检测技术有限责任公司

摘要：基于管道变形检测和管道漏磁检测多元数据分析，可以对管道盗油孔进行精准识别。通过分析不同类型模拟小开孔漏磁检测牵拉试验信号和工业现场盗油孔漏磁检测信号，将盗油孔与常规小开孔、贴近管壁的金属、非规则金属损失、补焊点等相似特征信号的关键数据要素进行提取分析，提出了只基于管道漏磁检测数据对盗油孔的判识方法。通过现场开挖验证了判识方法的准确性，为管道排除安全风险隐患提供了技术支持。

关键词：长输管道；漏磁内检测；盗油孔；判识方法

2006年至2015年，中石油所辖5家地区公司油气长输管道共发生134起泄漏事件，其中打孔盗油是最主要的失效因素，占比高达50%。近年来这一比例虽然不断降低，但盗油孔依然是危害我国管道安全运行的重要风险因素。实际工程应用中，通过定期开展管道智能检测，是排查盗油孔的有效技术手段。

1 传统判识方法

管道智能检测主要包含变形检测和漏磁检测。传统判识方法将变形检测数据中出现的特殊小开孔信号与漏磁检测数据中存在的疑似小开孔信号进行综合对比分析，再结合盗油孔特性，可精准判断管道上的盗油孔。大量实际工程开挖验证表明这种判识方法可信度达到85%以上。

2 基于管道漏磁检测数据的判识方法

在巴基斯坦某管道智能内检测项目中，因管道所处地势平坦，不易造成几何变形，为节省检测成本，管道业主仅选择漏磁检测。但管道途经地区盗油猖獗，需要仅依据管道漏磁检测数据判识管道上存在的盗油孔。

漏磁检测信号中，小开孔与贴近管壁的金属、非规则的金属损失、补焊点等特征信号非常相似，需要将这些特征作为研究对象深入分析。常规小开孔均位于收发球筒或中间阀室，依靠漏磁检测数据可进行准确判定。通过分析牵拉试验及在役管道的盗油孔分布规律等，总结出与盗油孔信号极易混淆的特征物特点，建立基于管道漏磁检测数据判识盗油孔的方法。

2.1 牵拉试验

在管径为457 mm，壁厚为7.1 mm的牵拉管段上预制了不同尺寸的焊接钢管（表 1、图 1）及人工通孔和补丁（表 2），全面模拟与现场盗油孔信号相似的管道特征物。这四种管道特征物分别为：通孔（未焊接钢管）、焊接钢管（只焊接钢管、未打孔）、小开孔（打通孔后焊接钢管）、补丁。

表 1 预制焊接钢管测量结果

图 1 牵拉试验管段预制特征物布局图及实例

表 2 预制通孔及补丁测量结果

通过分析判识这四种管道特征物的信号，提取信号关键数据要素，全面提升盗油孔判识的准确性。

（1）通孔。其漏磁检测信号与内部金属损失信号一致，信号形态尖锐。主通道轴向信号表现为1个波峰（带2个小波谷），轴向分量峰谷值较大，IDOD通道信号特征为典型金属损失信号。这为分析管道上是否存在针孔类泄漏点提供了相关参考依据。

（2）焊接钢管。其漏磁检测信号与金属增加信号一致，主通道轴向信号表现为1个波谷（带2个小波峰），彩色图中可呈现明显的“孔型”金属增加信号，由于存在焊接操作，IDOD通道也检测到“孔型”金属增加信号。

（3）小开孔。其漏磁检测主通道轴向信号与通孔信号不一致。焊接钢管为金属增加，通孔为金属减少，由于交互作用，使主通道轴向信号呈现 “W”型信号特征，信号的长度和宽度尺寸相同。IDOD通道信号为明显的波峰和波谷信号特征。

（4）补丁。其漏磁信号表现与焊接钢管的漏磁检测信号非常接近。补丁在焊接后表面不平整，漏磁检测主通道轴向信号波谷存在基值不均匀现象，由于焊接操作，IDOD通道信号存在扰动。

2.2 工业现场盗油孔周向分布

实际工程应用发现，工业现场管道盗油孔周向位置普遍处于管道顶部09:00～00:30时钟方向（图 2）。在依据实际管道检测数据分析盗油孔时，需要重点对8:00~4:00（顺时针）即管道顶部的疑似小开孔信号进行筛查，能最大限度排查管道盗油孔。

图 2 工业现场管道盗油孔周向分布图

2.3 盗油孔IDOD通道信号研究

根据对漏磁检测牵拉试验中小开孔和工业现场漏磁检测盗油孔的IDOD通道信号的研究，小开孔的IDOD 通道信号清晰明显。在排查相关疑似信号时，应重点分析IDOD通道信号表现明显的疑似信号。某管道盗油孔漏磁检测信号（图 3）的IDOD通道信号清晰，形态明显。

图 3 某管道盗油孔漏磁检测信号

2.4 盗油孔判识方法

考虑到工业现场可能存在的各种盗油孔情况，通过人工预制的各种口径、各种类型小开孔及补丁牵拉试验，以及实际管道检测项目中盗油孔漏磁检测信号特征的分析及对信号特征的进一步细化，提高数据分析人员信号特征辨识能力，缩小了疑似盗油孔的筛查范围，使盗油孔的判识准确度和吻合度大大提升，使数据分析人员在仅有漏磁检测数据的情况下准确识别盗油孔。疑似盗油孔判识方法如下。

（1）确定初步小开孔排查数据列表。分析筛选管道上存在的小开孔、贴近管壁的金属、较深金属损失、补焊点、未知物等信号。

（2）依据初步小开孔排查数据列表，将管道上的常规小开孔和疑似小开孔进行分类。常规小开孔，均位于收发球站及中间阀室，或位于管道业主已知的维修改造位置，周向位置明确，判识准确性高；除常规小开孔外，均分类为疑似小开孔。

（3）对疑似小开孔信号进行分级。依据主通道信号是否具有“W”型且IDOD信号波峰波谷是否明显作为分级依据。

（4）确定盗油孔重点关注点。将已分级的疑似小开孔进行信号长宽尺寸相等及周向位置判定，排除尺寸参数及周向位置不符合的信号，最终确定出盗油孔的重点关注点。

（5）依据现场检测踏勘信息，结合地理信息，对盗油孔进行开挖优先级排序。将盗油孔列表提交管道业主进行现场开挖验证。

3 应用实例

中油管道检测技术有限责任公司执行巴基斯坦某管道公司智能内检测项目时，依据管道漏磁检测数据发现管道腐蚀严重，且存在大量维修补丁、贴近管壁的金属和疑似小开孔等信号。数据分析人员采用盗油孔判识方法，在3段管道上共发现8处疑似盗油孔和15处维修补丁，经提交管道业主现场开挖验证确认：8处疑似盗油孔中有7处为盗油孔，其中4处为在用盗油孔，1处为废弃盗油孔和2处打孔未遂盗油孔；另外1处为内部非规则金属损失，盗油孔的判识可信度达到87.5%。15处维修补丁全部为维修补丁，可信度达到100%。

4 结语

基于管道漏磁检测数据的盗油孔判识方法，实现了数据分析人员在仅有漏磁检测数据情况下判识盗油孔和维修补丁的目的，其可信度和准确性较高。在实际工程应用中，还需要结合不同国家或地区的盗油孔形式和特点进行判识。对于两轮或多次智能检测数据，应通过数据对比分析，将具有小开孔信号特征的新增小开孔在第一时间报告给管道运营公司排查。